包括改进的燃料供给回路的涡轮机燃烧组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及涡轮机领域，并且更具体地，涉及涡轮机燃烧组件领域，所述涡轮机燃烧组件包括燃烧室和专用于起动及供给燃料至燃烧室的多个喷射器。
【背景技术】
[0002]参照图1，涡轮机I通常包括燃烧室10和容置在外壳30中的分配器20，燃烧室通过轴对称的外壁14以及内壁12界定，外壁14和内壁12彼此相套地延伸并通过环形燃烧室端壁16连接。
[0003]外壳还具有内壁32和外壁31，燃烧室的内壁12和外壁14分别紧固至内壁32和外壁31。
[0004]空气和燃料的混合物通过多个喷射器喷射到燃烧室中，混合物燃烧以产生推进涡轮机需要的能量。
[0005]多种类型的喷射器定位在燃烧室中，包括起动喷射器17，起动喷射器17形成包括至少一个火花塞的点火系统的一部分。点火系统使得能够点燃空气燃料混合物，引发燃烧并使得燃烧传播到主喷射器。起动喷射器通常通过形成在燃烧室的外壁中的开口通入燃烧室。
[0006]为了表示喷射器的特征，使用被称为流量数值(FN)的参量，流量数值(FN)等于喷射器的流速(L/h)除以喷射混合物在喷射器的入口与出口的压力之间的压差(巴)的平方根。
[0007]对于给定的涡轮机，起动喷射器的流量数值小于主喷射器的流量数值。涡轮机的主喷射器的流量数值通常为同一机器的起动喷射器的流量数值的3至10倍。
[0008]起动喷射器的流量数值通常在I与4之间，优选地在1.5与2之间，然而，主喷射器的流量数值通常大于4，例如在5与15之间，有利地在7与12之间。
[0009]流量数值的差导致喷射器的功能差异:燃烧室中通过起动喷射器引燃需要少量的燃料，而燃烧室中通过主喷射器延续燃烧以便供给涡轮机动力则需要高得多的流速。当然，主喷射器或起动喷射器的FN值取决于发动机的功率和热力循环。
[0010]在所谓的“杆”式燃烧室中，每个主喷射器通到预蒸发杆19，预蒸发杆19包括配备有两个通到燃烧室中的排气口的管道。
[0011]在操作期间，起动喷射器通过使用火花塞对燃料点火来引发燃烧，并由此加热预蒸发杆。
[0012]随后主喷射器被供给燃料以通过向杆中喷射燃料来延续燃烧室内的燃烧。在该步骤期间，停止向起动喷射器供给燃料并且起动喷射器排泄以避免积炭，积炭可能引起起动喷射器堵塞。
[0013]图2a和图2b表示燃料供给回路，燃料供给回路能够分别在燃烧室的点火阶段(此时向起动喷射器供给燃料)以及在所述喷射器的排泄阶段实施燃烧循环。
[0014]燃料供给回路40包括用于起动喷射器的供给管道43、用于主喷射器18的燃料供给管道44以及燃料分配管道42，燃料分配管道42与燃料供给管道流体连通并适用于向燃料供给管道供给燃料。
[0015]该回路还具有用于使起动喷射器向大气排泄的回路46，回路46通过起动电磁阀47控制，当起动电磁阀如图2B所示致动时切断分配管道42与用于起动喷射器的供给管道43之间流体连通。
[0016]燃料供给回路40还包括等级阀(level valve) 45，等级阀45适于在主喷射器的燃料供给管道44的与起动喷射器的燃料供给管道的连接点下游的燃料管道中的压力小于预定阈值时切断主喷射器的燃料供给管道44与回路的其余部分之间的流体连通。因此，在采取点火以增加电动机速度后，阀45根据分配回路的压力随着喷射到燃烧室中的燃料流速的增加而增加被打开。
[0017]最后，燃烧室具有在速度急剧减小的情况下的防熄火功能，以避免当涡轮机处于起动后的速度时必须对燃烧室重新点火。
[0018]该防熄火功能通过使用有利主喷射器180得到确保，有利主喷射器180在供给回路中的燃料压力太低的情况下为主要动力喷射器。为达到此目的，在有利喷射器的供给回路49与其他喷射器的供给管道44之间设置分配阀48以在流速减小的情况下切断与供给管道44的流体连通。
[0019]因此，由于供给回路包括大量部件，供给回路为生产成本高的复杂组件。
【发明内容】
[0020]本发明的目的为通过提供一种包括简化燃料供给回路的涡轮机燃烧组件以解决上述问题。
[0021]鉴于此，本发明提供一种涡轮机燃烧组件，该涡轮机燃烧组件包括:
[0022]燃烧室，
[0023]-至少一个起动喷射器，适于在燃烧室内引发燃烧，
[0024]-多个主喷射器，围绕所述燃烧室的圆周以恒定环形间隔分布，所述多个主喷射器设计成当燃烧已经被引发时向燃烧室供给燃料，以及
[0025]-用于喷射器的燃料供给回路，
[0026]其中，燃烧室由两个轴对称的外壁和内壁界定，外壁与内壁彼此相套地延伸并通过环形燃烧室端壁连接，燃烧组件的特征在于，燃料供给回路设计成向至少一个起动喷射器持续供给燃料，使得喷射器在引发燃烧期间以及已经引发燃烧后将燃料供给到所述燃烧室期间都被供给燃料，
[0027]每个被持续供给的起动喷射器定向成朝向燃烧室端壁并配置成喷散在第一方向上具有120°与180°之间的张角的燃料喷雾，以及
[0028]由之间定位有起动喷射器的主喷射器喷射的燃料流速与由其他主喷射器喷射的燃料流速相比被减小，
[0029]每个起动喷射器以距两个相邻主喷射器相等的距离的方式定位在所述两个相邻主喷射器之间。
[0030]有利地，但可选的是，根据本发明的燃烧组件还可以具有以下特征中的至少一者:
[0031]-供给回路设计成持续供给所有起动喷射器。
[0032]-对于之间定位有各个起动喷射器的主喷射器而言，流速除以燃料混合物在喷射器的入口处与出口处的压力之间的压差的平方根的比率小于其他主喷射器的所述比率。
[0033]-每个被持续供给的起动喷射器配置成喷散在垂直于第一方向的第二维度上具有15°与35°之间的张角的喷雾。
[0034]-燃烧室为具有空气动力学或航空动力学喷射器类型的燃烧室。
[0035]-燃烧室为预蒸发杆类型的，每个预蒸发杆的形状设定成使得由主喷射器喷射的燃料成指向燃烧室端壁。
[0036]-燃烧室包括:
[0037]〇在燃烧室的内壁上的多个进气开口，以及
[0038]〇在燃烧室的外壁上的多个所谓的稀释开口，
[0039]其中，所述开口的数目和直径设计成对进入燃烧室的空气进行分配并在所述燃烧室内保持温度场的均匀性。
[0040]-燃烧室为逆流燃烧室。
[0041]-燃料供给回路包括:
[0042]〇用于起动喷射器的供给管道，
[0043]〇用于主喷射器的供给管道，以及
[0044]〇燃料分配管道，燃料分配管道与供给管道流体连通并设计成向所述管道供给燃料，
[0045]供给回路还包括分配系统，分配系统设计成当分配管道中的燃料压力小于预定阈值时切断燃料分配管道与主喷射器的供给管道之间的流体连通。
[0046]-分配系统还设计成在具有减小流速的主喷射器与其他主喷射器之间分配燃料流速。
[0047]由于向起动喷射器的持续燃料供给，因此，燃料供给回路不在需要包含排出回路。
[0048]另外，向起动喷射器持续供给燃料使得即使在供给至主喷射器的燃料的流速急剧下降的情况下(例如，在涡轮机速度减小的情况下)也能够保持燃烧室被点燃。因此消除了有利喷射器作用和用于此目的设置的燃料供给回路的更改。
[0049]此外，更改由起动喷射器喷散的燃料喷雾且相比于其他主喷射器减小与起动喷射器相邻的主喷射器的流速使得能够保持燃烧室中的燃料均匀性，因此，维护了燃烧室下游处部件的寿命。
【附图说明】
[0050]参照附图，本发明的其他特征、目的和优点根据以下单纯示例性且并非限制性的描述将变得显而易见。
[0051]-图1已描述，表示现有技术的涡轮机的轴向截面视图。
[0052]-图2a和图2b也已描述，表示现有技术的涡轮机的喷射器的分别处于供给起动喷射器的阶段以及处于排泄所述喷射器的阶段的期间的燃料供给回路。
[0053]-图3a表示包括预蒸发杆形式的燃烧室的涡轮机的部分截面图。
[0054]-图3b表示包括空气动力或航空动力的喷射器的燃烧室的涡轮机的部分截面图。
[0055]-图4表示用于涡轮机的喷射器的燃料供给回路。
[0056]-图5表不祸轮机的截面图。
[0057]-图6表示涡轮机的燃烧室的局部立体图。
【具体实施方式】
[0058]参照图3a和图3b，表示涡轮机燃烧组件I，涡轮机燃烧组件I包括燃烧室10和外壳30 (在图3b中表示)，燃烧室10通过两个轴对称的外壁14以及内壁12界定，外壁14和内壁12彼此相套地延伸并通过环形燃烧室端壁16连接。
[0059]外壳还包括外壁31 (在图3b中表不)和内壁(未在图3b中表不)，燃烧室的内壁12和外壁14相应地紧固至外壁31和该内壁。
[0060]涡轮机I还包括多个燃料喷射器，包括至少一个起动喷射器17 (优选地，至少两个起动喷射器17)，以及多个主喷射器18 (优选地，至少三个主喷射器18)，例如八个主喷射器。
[0061]点火系统包括至少一个起动喷射器17和两个火花塞(未示出)，火花塞适用于将喷射器17输送的燃料喷雾点燃，因而在燃烧室内引发燃烧。
[0062]根据图3a所示涡轮机的第一实施方式，燃烧室为预蒸发杆类型的，其中，每个主喷射器18通到预蒸发杆19中，预蒸发杆19本身在燃烧室内敞开。每个预蒸发杆包括经由两个开口通到燃烧室中的管道。
[0063]预蒸发杆19通过形成在燃烧室10的外壁14中或燃烧室端壁16中的开口进入燃烧室，并具有T形截面，T形截面的端部朝向燃烧室端壁弯曲。
[0064]根据图3b所示的涡轮机的第二实施方式，主喷射器18为空气动力或航空动力类型的，并通过形成在燃烧室端壁16中的开口直接进入燃烧室10中。
[0065]有利地，燃烧室为逆流类型的。
[0066]涡轮机I还包括用于喷射器的燃料供给回路40，所述回路在图4中表示。
[0067]燃料供给回路包括燃料喷射入口 41，燃料通过燃料喷射入口 41沿燃料分配管道42进入回路。
[0068]燃料分配管道通过用于起动喷射器的供给管道43连接至起动喷射器，并通过用于主喷射器的供给管道44连接至主喷射器。
[0069]燃料供给管道设计成向起动喷射器持续供给燃料，使得所述喷射器在通过火花塞点燃燃料的引发燃烧步骤期间以及在已引发燃烧后向燃烧室供给燃料的后续步骤期间